PLC:从原理到应用程序设计
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1.6 常用PLC类型

PLC产品种类繁多,其规格和性能也各不相同。对PLC的分类可以根据结构、功能的差异等进行大致分类。

1.按I/O点数分类

PLC可按输入/输出点数分为微型机、小型机、中型机、大型机及超大型机。大型机、超大型机控制规模大、功能强、性能高,价格也高;而微型机、小型机控制规模小、功能差、性能也低些,但价格便宜。

1)微型机

I/O点数为小于64点的PLC。

2)小型PLC

I/O点数为256点以下,用户程序存储容量小于8KB的为小型PLC。它可以连接开关量和模拟量I/O模块以及其他各种特殊功能模块,能实现包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通信联网等功能。例如,西门子公司的S7-200系列PLC,三菱公司的FX系列PLC都属于小型机。

3)中型PLC

I/O点数在512~2048点之间的为中型PLC。它除了具有小型机所能实现的功能外,还具有更强大的通信联网功能、更丰富的指令系统、更大的内存容量和更快的扫描速度。例如,西门子公司的S7-300系列PLC、三菱公司的A1S系列PLC都属于中型机。

4)大型PLC

I/O点数为2048点以上的为大型PLC。它具有极强的软件和硬件功能、自诊断功能、通信联网功能,它可以构成三级通信网,实现工厂生产管理自动化。另外,大型PLC还可以采用3个CPU构成表决式系统,使机器具有更高的可靠性。例如,西门子公司的S7-400系列PLC、三菱公司的A3M、A3N系列PLC都属于大型机。

2.按结构分类

PLC按其结构可分为一体式、模块式及叠装式3种。

1)一体式PLC

将CPU、I/O单元、电源、通信等部件集成到一个机壳内的PLC称为一体式PLC。一体式PLC由不同I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口以及与编程器相连的接口。扩展单元内只有I/O接口和电源等,没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。它还配备有特殊功能单元,如模拟量单元、位置控制单元等,使其功能得以扩展。一体式PLC一般都是小型机。

2)模块式PLC

模块式PLC是将PLC的每个工作单元都制成独立的模块,如CPU模块、I/O模块、电源模块(有的含在CPU模块中)以及各种功能模块。模块式PLC由母板(或框架)以及各种模块组成。把这些模块按控制系统需要选取后,安插到母板上,就构成了一个完整的PLC系统。这种模块式PLC的特点是配置灵活,可根据需要选配不同规模的系统,而且装配方便,便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。例如,西门子公司的S7-300系列、S7-400系列PLC都采用模块式结构形式。

3)叠装式PLC

将整体式和模块式的特点结合起来,构成所谓的叠装式PLC。叠装式PLC将CPU模块、电源模块、通信模块和一定数量的I/O单元集成到一个机壳内,如果集成的I/O模块不够使用,可以进行模块扩展。其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块,但它们之间要靠电缆进行连接,并且各模块可以一层层地叠装。叠装式PLC集一体式PLC与模块式PLC优点于一身,它不但系统配置灵活,而且体积较小,安装方便。西门子公司的S7-200系列PLC就是叠装式的结构形式。

3.按功能分类

根据PLC所具有的功能不同,可将PLC分为低档、中档及高档3类。

1)低档PLC

具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能,还可有少量的模拟量I/O、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。

2)中档PLC

除具有低档PLC的功能外,还具有较强的模拟量I/O、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID(比例、积分、微分)控制等功能,以适用于复杂控制系统。

3)高档PLC

除具有中档PLC的功能外,还增加了带符号算术运算、矩阵运算、函数、表格、CRT显示、打印和更强的通信联网功能,可用于大规模过程控制系统或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化。

一般低档机多为小型PLC,采用一体式结构;中档机可为大、中、小型PLC,其中,小型PLC多采用一体式结构,中型和大型PLC采用模块式结构。

4.按生产厂商分

(1)欧美产PLC:主要有德国的西门子、美国的AB(Allen-Bradley,现已被美国的Rockwell自动化公司收购)、美国GE(与日本FANUC合资的GE FANUC)、法国的施耐德及瑞士ABB等公司的PLC产品。

(2)日产PLC:主要有三菱、欧姆龙(OMRON)、松下、东芝、富士、光洋、日立等公司的PLC产品。

欧美日产品经过多年、多代的发展,品种齐全、性能高、质量稳定,但价格高,特别是欧美产品价格更高。

(3)国产PLC:主要有和利时、特维森等公司的PLC产品。

国产PLC的开发起步较晚,但采取了正确的市场战略,正在迎头赶上。例如,和利时的G3小型机,就是利用高起点的软、硬件平台自主开发的,它的功能较强,性能也较高。此外,国产PLC还有明显的价格、服务及可定制的优势,因而在我国的PLC市场中,国产PLC的份额也必将逐渐增加。

(4)韩国产PLC:主要有LG。

(5)中国台湾产PLC:主要有台达(也称为中达)、永宏等。它们大都是近10年来才发展起来的。品种不太全、性能不是太高、质量也有待考验,但价格比较便宜。